綠色科技2011年12月第12期Journal of Green Science and Technology人工濕地在污水處理中的作用邱慧哲(遼寧省朝陽市環(huán)境科學(xué)研究院,遼寧朝陽122000)摘要:指出了人工濕地是一種正在不斷進(jìn)行研究、應(yīng)用的污水處理技術(shù),在國際上已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。探討了人工濕地對(duì)水污染物的凈化作用，研究表明:人工濕地用于污水的處理,對(duì)化學(xué)需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD;)、固體懸浮物(SS)等的去除率均可以達(dá)到90%,對(duì)總氟(TN)也能達(dá)到很好的去除效果,在發(fā)展中國家發(fā)展人工濕地處理污水技術(shù)的前景十分廣闊。關(guān)鍵詞:人工濕地;污水處理;應(yīng)用;機(jī)理中圖分類號(hào):X171.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-9944(2011)12- 0142-021引言填充基質(zhì),床底設(shè)有防滲層,污水從一端水平流過填濕地是指潮濕或淺積水地帶發(fā)育成水生生物群料床。這種類型的人工濕地的水力負(fù)荷比自由表面和水成土壤的地理綜合體,包括陸地上天然的和人流人工濕地大,對(duì)BOD、COD、SS、重金屬等污染指工的,永久的和臨時(shí)的各類沼澤、泥炭地、咸、淡水標(biāo)的去除效果好,而且很少有惡臭和孳生蚊蠅現(xiàn)象，但控制相對(duì)復(fù)雜。體，以及低潮位時(shí)6m水深以內(nèi)的海域。濕地與森林、海洋并稱全球3大生態(tài)系統(tǒng),也是3人工濕地在污水處理中的作用價(jià)值最高的生態(tài)系統(tǒng)。濕地具有涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、調(diào)蓄洪水、控制土壤侵蝕、補(bǔ)充地下水、美化環(huán)濕地在污水凈化方面具有強(qiáng)大的生態(tài)功能,被境、調(diào)節(jié)氣候、維持碳循環(huán)和保護(hù)海岸等極為重要的稱為“天然的污水凈化器”。天然濕地雖然具有高效生態(tài)功能,是生物多樣性的重要發(fā)源地之一,因此被強(qiáng)大的污水處理能力,但污水中的有毒物質(zhì)和病菌譽(yù)為“地球之腎”“天然水庫”和“天然物種庫”。會(huì)對(duì)濕地生物多樣性帶來損害,且長期高負(fù)荷地承載污水將導(dǎo)致濕地功能的衰退甚至消亡。因此,為2人工濕地的概念及類型了保護(hù)天然濕地,用于污水凈化的人工濕地便應(yīng)運(yùn)濕地的類型通常分為自然和人工兩大類。自然而生了。人工濕地處理系統(tǒng)作為一種成本低廉、節(jié)濕地包括沼澤地、泥炭地、湖泊、河流、海灘和鹽沼能降耗、簡單易行、效果顯著、無二次污染的污水處等,人工濕地主要有水稻田、水庫、池塘等。目前-理技術(shù)越來越顯示出強(qiáng)大的生命力和優(yōu)越性。般所指人工濕地系統(tǒng)都是指挺水植物系統(tǒng)。挺水植人工濕地是一種類天然的污水處理技術(shù)，以太物系統(tǒng)根據(jù)污水流經(jīng)的方式,可分為表面流濕地、潛陽能為驅(qū)動(dòng)力,在植物、微生物和介質(zhì)共同作用下達(dá)流濕地。表面流濕地是指廢水在填料表面漫流,它到凈化水質(zhì)的目的[2]。與傳統(tǒng)污水處理工藝相比，與自然濕地最為接近,絕大部分有機(jī)物質(zhì)的去除,是人工濕地作為一種自然生態(tài)處理系統(tǒng),其基建投資由長在水中的植物莖、桿上的生物膜來完成。潛流少、運(yùn)行費(fèi)用低、節(jié)約能源(除水泵外，基本無需用濕地是指水在填料表面下滲流，因而可充分利用填電)、去除有機(jī)污染物能力強(qiáng)、管理維護(hù)簡單方便,可料表面及植物根系上的生物膜及其他各種作用處理以調(diào)節(jié)微氣候、改善城市環(huán)境,具有良好的景觀效污水,而且衛(wèi)生條件較好。應(yīng)、可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)效益等[3]。2.1表 面流人工濕地目前人工濕地在國際上已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)在表面流人工濕地中,污水從濕地表面流過,系用。2008 年,整個(gè)歐洲約有1萬處以上、北美約有2統(tǒng)中氧的來源主要靠水體表面擴(kuò)散、植物根系的傳萬處以上人工濕地污水處理系統(tǒng)[1。輸和植物的光合作用。這種類型的人工濕地具有投人工濕地是一種正在不斷進(jìn)行研究、應(yīng)用的污資少、操作簡單.運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),但占地面積較水處理技術(shù)。運(yùn)用人工濕地來處理工業(yè)廢水、生活大,水力負(fù)荷率較小,去污能力有限,且運(yùn)行受氣候污水 、農(nóng)業(yè)廢水等方面的研究已有60年的歷史。采影響較大,夏季易滋生蚊蠅。用人工濕地技術(shù)凈化污水始于1953年德國的Max2.2潛流人工濕地Planc中國煤化工現(xiàn)蘆葦能去除大量.潛流人工濕地由一個(gè)或多個(gè)填料床組成,床體有機(jī)物;YHCNM HG0年代末期，人工濕收稿日期2011-11-24作者簡介:邱慧哲(1981-),女,遼寧朝陽人,碩士,工程師,主要從事環(huán)境保護(hù)工作。1 42邱慧哲:人工濕地在污水處理中的作用環(huán)境與安全地技術(shù)逐漸發(fā)展成為- -種新型污水處理技術(shù)。通過反硝化作用將硝酸鹽還原成氣態(tài)氮從水中逸國內(nèi)有關(guān)學(xué)者對(duì)人工濕地凈化城市污水的研究出。表明,在進(jìn)水濃度較低的情況下,人工濕地對(duì)BODs4.3人工濕地對(duì)磷的去除的去除率可達(dá)85%~95%,對(duì)COD的去除率可達(dá)人工濕地對(duì)磷的去除是通過植物的吸收、微生80%,處理出水BOD,的濃度在10mg/L左右，ss物的積累及濕地床的物理化學(xué)等幾方面共同作用完于20mg/L5~刀。成的。污水中的小部分無機(jī)磷在植物的吸收和同化不同類型的人工濕地,對(duì)不同污染物的去除效作用下,被合成為ATP、DNA和RNA等有機(jī)成分，率有差異。水平潛流濕地對(duì)BOD、COD等有機(jī)物通過對(duì)植物的收割而將磷從系統(tǒng)中去除;而大部分和重金屬的去除效果較好,垂直流濕地對(duì)氮、磷的去是通過微生物對(duì)磷的正常同化吸收以及聚磷菌對(duì)磷除效果較好,表面流型濕地的處理效果一般。但如的過量積累,定期更換濕地床而將其從系統(tǒng)中去除。果將表面流型與潛流型、表面流型與垂直流型結(jié)合此外,濕地的 土壤對(duì)污水具有-定的凈化作用。土起來,去污效率會(huì)進(jìn)一步提高明。壤是濕地的基質(zhì)與載體，濕地土壤主要是通過離子浙江嘉興桐鄉(xiāng)大麻村建成-一個(gè)占地8 000m2的交換、專性與非專性吸附、整合作用、沉降反應(yīng)等過人工濕地,總投資近100萬元。附近200戶居民的程來實(shí)現(xiàn)凈化作用。生活污水通過污水管道可以直接排放到人工濕地系4.4人工濕 地處理污水的技術(shù)特點(diǎn)統(tǒng)。通過三級(jí)潛流濕地后,大部分污染物得到有效人工濕地用于生活污水的處理,對(duì)化學(xué)需氧量去除。通過人工濕地處理后的出水,流人生態(tài)塘處(COD)、五日生化需氧量(BOD3)、固體懸浮物(SS)理系統(tǒng)再次除污后,完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[9。等的去除效率均可以達(dá)到90%,對(duì)總氮也能達(dá)到很好的去除效果。人工濕地污水處理技術(shù)與常規(guī)污水4人工濕地的凈化機(jī)理處理技術(shù)相比有如下幾個(gè)優(yōu)勢:可保持較高的水里負(fù)荷;處理效果穩(wěn)定可靠，出水BOD3、SS、大腸桿菌4.1人工濕地對(duì)有機(jī)物的去除人工濕地對(duì)污水具有較強(qiáng)的有機(jī)物去除能力，數(shù)明顯優(yōu)于二級(jí)生化處理,在某些場合可替代三級(jí)主要是通過濕地床的物理截留沉淀和生物吸收降解生化處理;基建投資低,運(yùn)行費(fèi)用低;運(yùn)行操作簡單，作用來去除有機(jī)物。一方面,污水中的不溶性有機(jī)不需要復(fù)雜的自控系統(tǒng);適宜處理間歇排放的生活物通過濕地床中填料床的沉淀、過濾等物理沉積作污水,耐污能力及水力負(fù)荷強(qiáng),抗沖擊性能好;具有用很快地被截留下來,并可為部分兼性或厭氧微生生態(tài)服務(wù)功能,有景觀效應(yīng)([10]。人工濕地處理污水物所利用;另-方面,污水中的溶解性污染物,則通技術(shù)尚存在占地面積大、難降解的固體懸浮物堵塞過植物根系及填料表面生物膜的吸附、吸收及生物人工濕地處理系統(tǒng)、脫氮除磷效率不穩(wěn)定等問題。代謝作用而被降解去除。污水中大部分有機(jī)物最終參考文獻(xiàn):被異養(yǎng)微生物轉(zhuǎn)化為微生物體及CO2和H2O,這些[1]國家林業(yè)局.中國濕地保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃[M].北京:中國林業(yè)出版新生的有機(jī)體可通過填料定期更換,最終從濕地系社,000. .統(tǒng)去除。[2]宋鐵紅.冬季人工濕地內(nèi)微生物活性和除污效率分析[J].水處4.2人工濕 地對(duì)氮的去除理技術(shù),2008(9):68.人工濕地對(duì)氮的去除主要靠微生物的氨化、硝[3]遲延智,陳風(fēng)倫.人工濕地處理污水的實(shí)踐[J].中國廢水排水，2003<4):78~79.化和反硝化作用。微生物中的氮基本以有機(jī)氮和氨[4]吳春英.吉林市人工濕地生態(tài)環(huán)境規(guī)劃的設(shè)想[J].環(huán)境科學(xué)與氮兩種形式存在。有機(jī)氮一般情況下在處理過程中管理,2008 ,33(5):140.被異養(yǎng)微生物分解成氨氮,氨氮在硝化菌的作用下[5]李章成，許紅艷,丁德蓉.香根草應(yīng)用研究進(jìn)展[J].四川草原，被轉(zhuǎn)化為無機(jī)的亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，最后通過反硝2004(7);23~24.化以及植物根系的吸收作用而從濕地系統(tǒng)中去除。[6]卞有生,金冬霞.規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場污染防治技術(shù)研究[J].中國工程科學(xué),2004(3) :43~45.為此,人工濕地對(duì)氮的去除主要是無機(jī)氮的去除。[7]吳平.小城鎮(zhèn)污水處理生態(tài)技術(shù)及應(yīng)用[].黃河水利職業(yè)技污水中無機(jī)氮的-小部分作為植物生長過程中不可術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2004(1);88~89.缺少的物質(zhì),可以直接被植物吸收并通過植物的收[8]楊曉忠.人工濕地脫氮除磷研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2007割從污水和濕地中去除。而大部分無機(jī)氮的去除是(4):56~57.通過微生物的硝化和反硝化作用來完成的。人工濕[9]林文周,劉海波,左文武，等.人工濕地在城鎮(zhèn)生活污水治理中的應(yīng)用[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),2008(4):27~28.地中的溶解氧呈區(qū)域性變化,連續(xù)呈現(xiàn)好氧、缺氧及厭氧3種狀態(tài),相當(dāng)于許多串聯(lián)或并聯(lián)A*/O處理[10]李曉東.聚術(shù)「1環(huán)域保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),2008(4):27~28.中國煤化工單元,使硝化和反硝化作用可以同時(shí)進(jìn)行;在這種環(huán)fYHCNMHG境下,首先通過硝化作用先將氨氮氧化成硝酸鹽,再143